原子核

右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发
生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次
平衡，应从右盘中取出的砝码为（ ）
A．222g B．8g
D
C．2g D．4g
NN0(1 2)T t ;mm 0(1 2)T t
222 = 222
4 x
练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静
止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反
19.1 原子核的组成
人们通过什么现象或实验发现原子核是由 更小的微粒构成的？
人们认识原 子核的结构 就是从天然 放射性开始 的。
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝可勒尔发现， 铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这 种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质 发射射线的性质称为放射性．具有放射性的 元素称为放射性元素．放射性元素自发地发 出射线的现象叫做天然放射现象．Zx```xk
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于83的所有元素， 都能自发的放出射线，原子序数小于83的元 素，有的也具有放射性．Zx```xk
放大了1000倍的铀矿石
二、射线到底是什么
在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外， 还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？
1919年，卢瑟福用α粒子轰击 氮原子核，从氮核中打出了一种新 的粒子。经过研究证明，其电量和 一个电子的电量相同，它的质量等 于一个电子质量的1836倍。进一步 研究表明，原来它就是氢原子核， 叫做质子（proton）用p表示。
27 13
Al
Ernest Rutherford
mn1.674912 02 87K 6g
1.定义原：子核放出α粒子或β粒子转变为另一种原子 核，我们把这种变化叫做原子核的衰变。Z```xxk
2.种类：α衰变：放出α粒子的衰变，如
9 20 3T 4 h 9 21 3P 4 a0 1e
β衰变：放出β粒子的衰变，如
Z AX Z A 4 2Y4 2He
3．规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数 和质量数都守恒．
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，下列说法 哪个正确？ （1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数； （2）具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数； （3）具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数； （4）具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数．
小结
1、什么是天然放射性现象？谁发现的？为什么 说放射性射线来自原子核的内部？
二、半衰期(T)
1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量
2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的 时间。不同的放射性元素其半衰期不同。Zx```xk
3.公式：
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
N12nN0
t
1T 2
N0
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余
的粒子数为：
t
m
1 T 2
天然放射现象
放射型物质发出的射线有三种：
α射线
根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏 转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做 α射线，α射线由带正电的α粒子组成.科学家们研究发 现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，α粒子质 量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明α粒子就是 氦原子核。速度达到光速的十分之一。
1、半衰期:放射性元素的原子 核有半数发生衰变所需的时 间，叫做这种元素的半衰期。
2、不同的放射性元素，半衰期不同 放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。
放射性元素半衰变是一个统计规律。
19.3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现 象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
m0
注意： (1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学 状态无关。
(2)半衰期是一个统计规律，只
2 3 8 对大量的原子核才适用，对少
9 2 U数原子核是不适用的。 氡的衰变曲线
阅读课本 “科学漫步”部分
考古学家确定古木年代的方法是用 放射性同位素作为“时钟”，来测量漫 长的时间，这叫做放射性同位素鉴年 法．
4 2
He表示氦原子核
(即有143个中子)
有2个质子, 质量数为4,
(即有2个中子)
如质子数相同，中子数 不同，（质量数当然不 同），则互为同位素。
13H(氚)
氢
重氢
2 1
H
(氘
)
超重氢
原子核的组成
10－15m
质子
统称核子
中子
元素符号
质量数 （核）电荷数
A Z
X
1 1
H
4 2
He
235 92
U
质子
由于元素的化学性质决定于原子核外电子， 这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线 来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。
三、原子核的组成
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元 素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有 内部结构。 原子核内究竟还有什么结构？ 原子核又是由什么粒子组成的呢？
质子的发现
2、α、β、λ射线的本质的特征？
3、 原子核里有多少个质子、中子和核子？
4、一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器 的张角能维持很长的时间。现有一束粒子射向 这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张 角将会怎样变化？为什么？
19.2 放射性元素的衰变
听说过“点石成金”的传说吗？
一、原子核衰变
γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线 产生的，没有γ衰变。Zxx```k
说明： 元素的放射性与元素存在的状态无关， 放射性表明原子核是有内部结构的。
γ 辐射
原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是 不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也 存在着能级，同样是能级越低越稳定。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往 蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高 能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式 辐射出来，因此，γ射线经常是伴随α射线和 β射线产 生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的 发生α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射 （没有γ衰变）。这时，放射性物质发出的射线中就会 同时具有α、β和γ三种射线。
β射线的电离作用较弱，穿透能力较强，很 容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
γ射线
中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究 表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波， 它不带电，是中性的。
γ射线的电离作用更小，穿透能力更强， 一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几厘米 厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
1932年英国物理学家查德威克 又发现了中子，通过研究证明中子 的质量和质子的质量基本相同，但 是不带电.是中性粒子。在对各种原 子核进行的实验中，发现质子和电 子是组成原子核的两种基本粒子。 中子（neutron）用符号n表示。
A z
X
原子核的表示:
A表示 质量数
X表示
元素符号
Z表示 质子数
29325U表示铀原子核 有92个质子, 质量数为235,
衰 α衰变： 变 方 程 β衰变：
Z AX Z A1Y0 1e
m
1 2
n
m0
说明： 1. 中间用单箭头，不用等号； 2. 是质量数守恒，不是质量守恒; 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
4. 本质： α衰变：原子核内少两个质子和两个中子 β衰变：原子核内的一个中子变成质子，
同时放出一个电子
例：(28026Pb经) 过一系列衰变和衰变后，可以变 成稳定的元素铅206 29U328280P26bx24Hye10e，问这一过程衰 变和衰变次数？它的中子数减少了多少？
解：设经过x次衰变，y次衰变
234 90
238＝206＋4x
x＝8
92 = 82 + 2x - y
yBaidu Nhomakorabea6
中子数减少 22个.
例5：某原子核A的衰变过程为 A β B α C,下列说法正确的是（ D ） A、核A的质量数减核C的质量数等于5; B、核A的中子数减核C的中子数等于2; C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性 原子中的电子数多1; D、核A的质子数比核C的质子数多1。
例：一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的
冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（BD）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变
C、磁场方向一定垂直于纸面
a
向里 D、不能判定磁场方向向里还
b
是向外
练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，
当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，
测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，如图所示：
则（ ）
ABC
A、 α粒子与反冲粒子的动量
大小相等，方向相反
××××
B、原来放射性元素的原子核 × ×R1 × ×
R2
电荷数为90
××××
C、反冲核的核电荷数为88 × × × × D、α粒子与反冲核的速度之
比为1 : 88
小结
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变： 2.衰变原则：质量数守恒，电荷数守恒。 （1） 衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变． （2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变． （3）γ衰变:伴随射线或射线产生. 二、半衰期
铍原子核( 49Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个 电子分两层绕着它转；
……
原子核的组成
各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核 外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周 期表中的原子序数；
原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数， 它等于该元素原子量的整数部分。
在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一 个质子。这就是原子核内没有电子，又会放出电子， 产生β射线的原因。
天然放射现象
阅读课文填写表格：
射线种类 射线组成 射出速度
射线 氦原子核 1/10光速
高速
射线 电子流 接近光速
mp1.67262130271Kg
射线
高能量 电磁波
光速
穿透本领 弱 较强 强
电离本领 强 较弱 弱
实验发现，如果一种元素具有放射性，那么， 无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在， 都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界 压强的影响。
1 中子
质子数
核子 核外电荷数
原子序数
质量数
2 同位素
核子数
中子数+质子数
原子核的组成
氢原子核( 11H )最简单，它就是一个质子，核外有一个 电子绕着它转；
氦原子核( 24He)是由2个质子和2个中子组成的，核外 有2个电子绕着它转；
锂原子核( 37Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有 3个电子分两层绕着它转；
1、使气体或 液体电离
2、使照相底 片感光
3、使荧光物 质产生荧光
一、威耳逊云室
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室射中线的径径迹迹.
Zx``xk
射线径迹
径迹的长短和粗 细可以知道粒子的性 质；粒子轨迹的弯曲 方向可以知道粒子带 电的正负．
二、气泡室
气泡室里装的是液体， 控制室内的温度和压强， 使室内的温度略低于液体 的沸点，当气泡室的压强 突然降低时，液体的沸点 降低因此液体过热，在通 过室内射线粒子周围就有 气泡形成．通过照片上记 录的情况，可以分析粒子 的动量、能量及带电情况 等．Zxx``k
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质 子。——质子是原子核的组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢？
？ 核的质量
质子质量
核的电量 质子电量
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜
想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。
中子的发现
James Chadwick
完成核反应方程：23941Th→23940ThPa＋
。
234 91
Pa衰变为
0 1
e
的半衰期是1.2分钟，则64克
234 91
Pa
经过6分钟还有
2 克尚未衰变。
2826R2 n42He2814P8 o
例4：由原子核的衰变规律可知 ( C )
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线 B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变， 核电荷数增加1
由于α粒子的质量较大，所以α射线的电离本领强。 α射线的穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米， 用一张纸就能把它挡住。
β射线
与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷， 我们把它叫做β射线。研究发现β射线由带负电 的粒子（β粒子）组成。进一步研究表明β粒子 就是电子。速度达到光速的99%。Z```xxk
5．注意： 一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性
物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
9 20 3T 4 h 9 21 3P 4 a0 1e
Z AX Z A 4 2Y4 2He
阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题：
1、放射性元素的衰变有什么规律？ 2、用什么物理量描述？ 3、这种描述的对象是什么？